Tuesday, November 27, 2012

Aplikasi Sensor Ultrasonik

Sensor Jarak Ultrasonic SRF-05 Kelompok 8_(22_23_24).3gp.3gp

~sharing is caring~

RANGKAIN ELEKTRONIK PENGUKUR JARAK

RANGKAIN ELEKTRONIK PENGUKUR JARAK DENGAN (Parallax Ultrasonic Range Finder “Plus Source Code”)

Tentang Ping))) Parallax

Ultrasonik, sebutan untuk jenis suara diatas batas suara yang bisa didengar manusia. Seperti diketahui, telinga manusia hanya bisa mendengar suara dengan frekuensi 20 Hz sampai 20KHz. Lebih dari itu hanya beberapa jenis binatang yang mampu mendengarnya, seperti kelelawar dan lumba-lumba. Lumba-lumba bahkan memanfaatkan ultrasonik untuk mengindera benda-benda di laut. Prinsip ini kemudian ditiru oleh sistem pengindera kapal selam. Dengan cara mengirimkan sebuah suara dan mengitung lamanya pantulan suara tersebut maka dapat diketahui jarak kapal selam dengan benda tersebut. Mula-mula suara dibunyikan, kemudian dihitung lama waktu sampai terdengar suara pantulan. Jarak dapat dihitung dengan mengalikan kecepatan suara dengan waktu pantulan. Kemudian hasilnya dibagi 2. Misalnya lama waktu pantulan adalah 1 detik, maka jaraknya adalah (344,424m/detik x 1 detik)/2 = 172m.

Ping))) Ultrasonic Range Finder, adalah modul pengukur jarak dengan ultrasonic buatan Parallax Inc. yang didesain khusus untuk teknologi robotika. Dengan ukurannya yang cukup kecil (2,1cm x 4,5cm), sensor seharga 300 ribu rupiah ini dapat mengukur jarak antara 3 cm sampai 300 cm. Keluaran dari Ping))) berupa pulsa yang lebarnya merepresentasikan jarak. Lebar pulsanya bervariasi dari 115 uS sampai 18,5 mS.

Gambar 1. Ping))) Parallax Ultrasonic Range Finder

Pada dasanya, Ping))) terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikropon ultrasonik. Speaker ultrasonik mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara sementara mikropon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya. Pada modul Ping))) terdapat 3 pin yang digunakan untuk jalur power supply (+5V), ground dan signal. Pin signal dapat langsung dihubungkan dengan mikrokontroler tanpa tambahan komponen apapun. Ping))) mendeteksi objek dengan cara mengirimkan suara ultrasonik dan kemudian “mendengarkan” pantulan suara tersebut. Ping))) hanya akan mengirimkan suara ultrasonik ketika ada pulsa trigger dari mikrokontroler (Pulsa high selama 5uS). Suara ultrasonik dengan frekuensi sebesar 40KHz akan dipancarkan selama 200uS. Suara ini akan merambat di udara dengan kecepatan 344.424m/detik (atau 1cm setiap 29.034uS), mengenai objek untuk kemudian terpantul kembali ke Ping))). Selama menunggu pantulan, Ping))) akan menghasilkan sebuah pulsa. Pulsa ini akan berhenti (low) ketika suara pantulan terdeteksi oleh Ping))). Oleh karena itulah lebar pulsa tersebut dapat merepresentasikan jarak antara Ping))) dengan objek. Selanjutnya mikrokontroler cukup mengukur lebar pulsa tersebut dan mengkonversinya dalam bentuk jarak dengan perhitungan sebagai berikut

Jarak = (Lebar Pulsa/29.034uS) /2 (dalam cm)

atau

Jarak = (Lebar Pulsa x 0.034442) /2 (dalam cm)

Karena 1/29.034 = 0.34442

Gambar 2. Pulsa Ping))) Parallax Ultrasonic Range Finder

Satu hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa Ping))) tidak dapat mengukur objek yang permukaannya dapat menyerap suara, seperti busa atau sound damper lainnya. Pengukuran jarak juga akan kacau jika permukaan objek bergerigi dengan sudut tajam (meruncing).

Contoh Aplikasi Pengukur Jarak

Pada aplikasi ini mikrokontroler akan membaca lebar pulsa dari Ping))), dihitung kemudian

ditampilkan ke LCD. Pastikan !!! : pin Signal (SIG) terhubung ke PINB.0 Tanpa resistor pullup.

Gambar 3. Rangkaian Aplikasi Ping))) Parallax

Foto Hasil Pengujian dengan menampilkan ketelitian 2 desimal

Foto 1

Foto 2

Foto 3

Seperti tampak pada gambar, pengukuran jarak pada LCD menampilkan angka sesuai dengan pergeseran objek pada penggaris, dan mempunyai ketelitian tinggi dan bisa membaca data dibawah millimeter

Foto 1 menampilkan 10,50 cm = 105 mm

Foto 2 menampilkan 7,30 cm = 73 mm

Foto 3 menampilkan 7,27 cm = 72,7 mm (data antara 1 mm dapat terbaca)

sumber : blog lombok_creck84

sharing is caring

Pengukur Jarak Dengan Sensor Ultrasonic

Bagi para pengendara mobil mungkin parkir ditempat yang sempit merupakan suatu hal yang biasa namun membutuhkan keahlian lebih agar dapat menempatkan posisi mobil dengan baik. Pengendara bisanya menggunakan kaca spion sebagai alat bantunya, dengan asumsi tidak ada tukang parkir yang membantu. Alat ini akan memberitahukan jarak saat ini terhadap benda disekeliling kendaraan. Alat ini sangat membantu ketika mobil berjalan mundur masuk ke garasi, dengan cara menunjukkan berapa meter jarak antara dinding garasi dengan bemper mobil tanpa perlu menggunakan mikrokontroller.

Dengan tidak digunakannya mikrokontroller dalam aplikasi ini maka biaya untuk membuat aplikasi ini tidak terlalu mahal dan juga lebih mudah karena tidak perlu membuat program dan kemudian memprogram IC mikrokontroller tersebut. Hal ini juga akan menghemat waktu pembuatan aplikasi ini. Walaupun tidak menggunakan mikrokontroller ketelitian pengukuran alat ini cukup baik jika dibandingkan dengan menggunakan mikrokontroller.

Pada mobil-mobil sedan yang mewah alat ini sudah merupakan standar keamanan berkendara yang baik. Alat ini bisanya diletakkan di sudut bemper mobil ke arah depan atau di bemper belakang mobil sehingga jika sensor diaktifkan maka jarak terdekat antara badan mobil dengan dinding atau dengan mobil terdekat dapat diketahui.

Selain aplikasi diatas, Super Sonic Range dapat digunakan pada robot, kendali mobil otomatis, bahkan alarm sekalipun.

Suara Ultrasonic

Suara super sonic merupakan getaran suara dengan frekuensi di atas 40 KHz. Suara ultrasonic ini tidak dapat didengar oleh manusia sehingga tidak menggangu manusia ataupun hewan di dalam penggunaannya.

Prinsip Kerja Alat

Prinsip kerjanya tidak berbeda dengan prinsip dari penggunaan gelombang suara ultra sonic oleh binatang kelelawar. Binatang malam ini tidak memiliki penglihatan yang peka di malam hari. Kelelawar hanya mengandalkan indera penciuman dan pendengarannya yang tajam. Indera penciumannya digunakan oleh kelelawar untuk mencari mangsa sedangkan indera pendengarannya yang tajam digunakan untuk mengetahui posisinya terhadap benda tertentu.

Pada dasarnya kepakan sayap kelelawar merupakan sumber suara ultra sonic. Tetapi untuk dapat mengetahui posisinya, kelelawar biasanya mengeluarkan suara ultra sonic yang kemudian memantul jika mengenai halangan didepan. Pantulan inilah yang digunakan oleh kelelawar untuk mengetahui jarak antara kelelawar dengan benda di depannya. Prinsip yang digunakan oleh kelelawar inilah yang ditiru untuk digunakan pada alat ini. Getaran suara 40 KHz dipancarkan oleh sebuah transduser dan pantulan getaran ultra sonic tersebut diterima pada transduser yang lain. Jeda waktu antara penembakan getaran ultra sonic dan penerimaan getaran pantul adalah sebanding dengan jarak antara transduser dengan dinding.

Gambar 1

Jarak antara transmitter dan receiver (x) cukup dekat sehingga sudut pantulnya kecil sehingga jarak (s) tidak terpengaruh oleh sudut pantul tersebut. Jarak dapat diketahui dengan mengkalikan konstanta kecepatan suara 340 m/s dan kemudian dibagi 2.

Bagian Pemancar Ultra Sonic

Gambar 2

Pada bagian pemancar, Super Sonic Range Meter menggunakan IC LM555 sebagai sumber sinyal kotak dengan frekuensi 40KHz. Dipilih LM 555 karena IC ini mudah didapatkan dipasaran, harganya murah-tidak terlalu mahal, dan cukup stabil jika dioperasikan pada frekuensi yang tidak terlalu tinggi. Sinyal pulsa-pulsa kotak yang mempunyai frekuensi 40KHz ini dikontrol dengan dengan IC LM555 yang lain untuk menentukan panjang pulsanya.

Besarnya frekuensi sinyal kotak ditentukan oleh :

TL = 0.67 x R3 x C5

TH = 0.67 x (R3+R4+Rpot) x C5

f = 1/ (TL + TH)

Gambar 3

Pembalikan Fasa dengan Gate 4069 Sebagai Driver TransmitterUltra Sonic

Rangkaian gate 4069 merupakan driver untuk transmitter sinyal ulttra sonic. IC 4069 merupakan IC CMOS inverter. Dengan mengkonfigurasikan gate 4069 seperti pada gambar di atas memungkinkan amplitudo sinyal kotak 40KHz menjadi dua kali lipat amplitudo semula. Untuk meningkatkan arus yang menuju transmiter ultra sonic maka digunakan 2 buah gate 4069 yang diparalel.

U2B dan U2C akan menghasilkan sinyal yang berkebalikan fasa dengan sinyal kotak yang dihasilkan oleh U2E dan U2F. Kondisi ini disebabkan oleh gate U2D. Sinyal-sinyal kotak yang berkebalikan fasa ini menyebabkan output sinyal kotak yang menuju transmiter ultra sonic amplitudonya akan melipat 2 kali.

Bagian Penerima Sinyal Ultra Sonic

Sinyal ultra sonic yang dipancarkan oleh transmitter ultrasonic diterima oleh ultra sonic receiver dan kemudian di kuatkan pada penguat tegangan sebesar 1000 kali (±60 dB). Penguat tersebut merupakan rangkaian penguat opamp yang dicascade sehingga menghasilkan penguatan sebesar 1000 kali.

Pada penguatan pertama didisain sehingga menghasilkan penguatan sebesar 100 kali (±40 dB) dan oleh penguat tegangan yang kedua sinyal yang telah diperkuat ini dikuatkan lagi dengan penguatan sebesar 10 kali (±20dB).

Gambar 4

Penguat Sinyal Ultra Sonic

Tegangan bias dari opamp diatur sedemikian rupa sehingga pada tegangan 4.5 volt. Tegangan bias ini memungkinkan digunakannya single suplai. Dalam hal ini digunakan +9 volt. Jika menggunakan single suplai tetapi tidak terdapat tegangan bias (tegangan bias = 0) maka sinyal yang dikuatkan akan terpotong pada fasa positifnya saja. Tetapi dengan tegangan bias sebesar 4.5 volt (setengah dari 9 volt) menyebabkan baik fasa positif maupun fasa negatifnya dikuatkan dengan sempurna.

Rangkaian Deteksi Sinyal Ultra Sonic

Pendeteksian sinyal ultra sonic sama halnya dalam hal pendeteksian sinya; radio AM. Hanya saja berbeda pada frekuensi kerjanya. Untuk dapat mendeteksi sinyal ultra sonic digunakan rangkaian halfwave rectifier yang menggunakan diode schottky barrier. Untuk membuang komponen sinyal dengan frekuansi tinggi maka perlu dipasang sebuah kapasitor didepan half wave rectifier sehingga hanya didapatkan komponen DC nya saja.

Gambar 5

Detector Sinyal Ultra Sonic

Output dari detector ultrasonic di atas diumpankan pada sebuah komparator yang dibentuk dari sebuah opamp sederhana. Rangkaian ini memungkinkan untuk dapat menentukan apakah sinyal yang diterima adalah sinyal pantulan pertama atau bukan. Hal ini dimungkinkan karena sinyal pantulan pertama amplitudonya lebih besar dari pada sinyal-sinyal pantulan yang kedua dan seterusnya. Sehingga tidak menyebabkan kesalahan pada bagian penghitungan jarak. Hal ini biasa terjadi jika jarak dinding terlalu dekat sehingga pantulan-pantulan gelombang ultra sonic yang lain masih cukup besar amplitudonya (crowded transmission).

Jika output dari bagian detektor sinyal ultra sonic lebih dari 0.4 volt maka output dari komparator akan ‘low’ sedangkan jika output dari detekctor sinyal ultra sonic kurang dari 0.4 volt maka output dari komparator adalah ‘high’. Output default dari komparator adalah ‘high’.

Untuk menghindari pantulan sinyal yang amplitudonya lebih dari 0.4 volt maka pada input positif komparator diberi dioda yang mensinkronkan bilamana sinyal yang diterima dari output detector harus dibandingkan dengan 0.4 volt.

Komparator dengan Sinkronisasi Pulsa Transmit

Nilai kapasitor pada detector sinyal ultra sonic sangat berpengaruh pada ketepatan dalam penghitungan terutama pada jarak dekat sehingga jika nilai kapasitor yang terpasang terlalu besar maka walaupun sinyal yang masuk ke komparator nagus namun dapat mengakibatkan kesalahan yang cukup besar dalam saat perhitungan. Hal ini disebabkan karena nilai kapasitor yang terlalu besar membutuhkan waktu pembuangan yang cukup lama pada waktu tansmisi tiap siklus nya cukup cepat, yaitu sekitar 1 ms.

Rangkaian Pengukuran Waktu

Rangkaian ini merupakan inti dari alat ini. Ketelitian dari alat ini memang tidak sepenuhnya ditentukan oleh bagian ini saja namun bagian inilah yang paling penting. Rangkaian ini merupakan sebuah rangkaian gate untuk mengukur waktu yang diperlukan saat pantulan sinyal dari benda yang kita ukur dan kembali setalah mengirimkan sinyal super sonic. Rangkaian ini menggunakan RS flip flop (SR- FF).

Kondisi set terjadi saat transmitter mengirimkan sinyal supersonic atau pada saat sinyal pulsa transmit adalah ‘high’. Sedangkan kondisi reset terjadi ketika detector sinyal ultra sonic mendeteksi adanya sinyal pantulan (output komparator ‘low’). Dan setelah SR FF set kembali maka itulah lama dari waktu tempuh sinyal ultra sonic.

Rangkaian Osilator Pulsa Measurement

Rangkaian ini merupakan rangkaian osilator dimana jumlah pulsa dari osilator inilah yang dihitung pada saat sinyal ultra sonic ditembakkan dan diterima kembali. Besarnya frekuensi osilasi adalah :

f = 1/(2.2 x C x R)

Yaitu sebesar 17.2 KHz.

Gambar 8

Osilator Untuk Pengukuran Waktu

Untuk menghitung (counter) digunakan IC 4553 dan untuk menampilkan jumlah perhitungannya digunakan 4511. Baik 4553 maupun 4511 merupakan IC CMOS yang masih banyak dijumpai dipasaaran.

Kesimpulannya dengan tidak menggunakannya mikrokontroller maka dibutuhkan semakin banyak komponen (74LS04 pada osilator time measurement, 4553, dan 4511). Namun demikian biaya yang dibutuhkan tetap relatif lebih murah dan tidak perlu susah-susah membuat programnya.

Prinsip Kerja Sensor Pengukur Jarak Ultrasonik

· Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz.Untuk aplikasi pengukur jarak biasanya menggunakan frekuensi 40 KHz.

· Sensor ultrasonik terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang disebut transmitterdan rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver.

· Sinyal ultrasonik yang dibangkitkan akan dipancarkan dari transmitter ultrasonik. Sinyal yang dipancarkan tersebut akana merambat dengan sinyal bunyi / gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika sinyal mengenai benda penghalang, maka sinyal ini dipantulkan, dan diterima oleh receiver ultrasonik.

· Sinyal yang diterima oleh rangkaian receiver dikirimkan ke rangkaian mikrokontroler untuk selanjutnya diolah untuk menghitung jarak terhadap benda di depannya (bidang pantul).

· Setelah sinyal tersebut sampai di penerima ultrasonik, kemudian sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jaraknya. Jarak dihitung berdasarkan rumus :
S = 340.t/2dimana S adalah jarak antara sensor ultrasonik dengan bidang pantul, dan t adalah selisih waktu antara pemancaran gelombang ultrasonik sampai diterima kembali oleh bagian penerima ultrasonik

Sunday, November 18, 2012

pematangan hidup

Ujian demi ujian...

kita sedih!!>..hohohohooho =( kita di uji lagi... kita tahu setiap hamba Allah akan di uji....dan dengan ujian yang berbeza...DAnnn kita tak sangka kita di beri ujian se berat ini... untuk saat-saat ini kita rasa mauu p jauh2 dari dunia perak ini.... kita serabut sangatttt!!!!!!!......tapi sejauh mana kita boleh lari dari ujian ini.

tiap2 malam kita tidooo kita sembang sorang-sorang dengan buah hati kita ( cek tek).. dan peluk dia kuat-kuat... sebenarnya kita tak tauuu nak luah kat sapa... nak tenangkan hati kita dan jiwa kita nieee.... hanya Allah swt saja tauuu betapa sedihnyaaa kitaaa.

lemah badan kitaa... lemah lagi badan si penanggung... kita dah cuba tenangkan diaa... cuba bagi kekuatan kat diaaa... tapi hakikatnyaaa.... kita sendiri tidak tenang... tidak kuat... dan tidak bersemangat!!!>...

kita dah cuba untuk tahan air mata kita... tapi dia tetap juga mahu keluar dengan lajunyaaaa..... so camne kita nak tipu diri kitaaa yang kita kuattt!!!>...sesungguhnyaaa kita insan yang lemah dan tersangat lemah.

lagu ini untuk orang-orang yang berduka macam kitaaaa.... ujian adalah pematangan hidup kita sebagai hamba Allah swt... semoga lagu ini boleh mengubat rindu kita

mood : sayang cek tek~ walaupun cek tek adalah buatan manusia...namunnn cek tek adalah chinta hati kitaaa ♥♥♥ .... kita sayang cek tek ketat-ketat.